Un demi-siècle après que les humains ont marché pour la première fois sur la lune, un certain nombre d'entreprises privées et de nations envisagent de construire des bases permanentes sur la surface lunaire. Malgré les progrès technologiques depuis l'ère Apollo, ce sera extrêmement difficile. Alors comment commencer ?

Les conditions à la surface lunaire sont extrêmes. La lune a une période de rotation de 28 jours, résultant en deux semaines d'ensoleillement continu suivies de deux semaines d'obscurité à la plupart des latitudes. Comme la lune manque d'atmosphère significative pour distribuer la chaleur du soleil, les températures en journée peuvent monter jusqu'à 130°C. Pendant ce temps, les températures nocturnes les plus froides ont été enregistrées à -247°C.

L'absence d'atmosphère protectrice signifie également qu'il y a peu de protection contre les rayonnements cosmiques nocifs. Cela signifie que les habitants de la lune devraient construire des bâtiments avec des murs suffisamment épais pour empêcher le rayonnement d'entrer et utiliser des combinaisons spatiales encombrantes lorsqu'ils quittent l'installation. Les murs doivent également être suffisamment solides pour résister aux différences de pression entre l'extérieur et l'intérieur et pour faire face à l'impact des micrométéorites - de minuscules particules de roche et de poussière s'écrasant sur la surface à grande vitesse.

Ces considérations signifient que, quand nous agrandissons les premières bases et commençons à construire des structures sur la lune, béton lunaire, qui est un mélange de soufre et d'agrégat (grains ou roche concassée - le béton normal est un agrégat, ciment et eau) serait une bonne option. C'est parce qu'il est non poreux, fort et ne nécessite pas d'eau, qui est rare sur la lune.

Un autre problème est la faible gravité sur la Lune - seulement un sixième de celle sur Terre. Heures supplémentaires, cela peut causer des problèmes tels que la perte musculaire et osseuse. Tout règlement lunaire permanent doit minimiser ces risques, par exemple en faisant de l'exercice une exigence.

Bien que peu d'agences spatiales aient encore publié des détails sur leurs plans, on peut probablement supposer que les premières bases sur la Lune devront être pré-construites et transportées vers la Lune depuis la Terre, afin qu'ils puissent être utilisés immédiatement.

Une telle base doit maintenir de manière fiable l'air respirable, ce qui signifie que l'oxygène doit être fourni et le dioxyde de carbone doit être éliminé. La Station spatiale internationale (ISS) utilise l'électrolyse pour décomposer l'eau en oxygène et en hydrogène et évacue le dioxyde de carbone capturé dans l'espace.

Sources d'énergie

Un ingrédient essentiel pour toute base est une alimentation électrique. L'ISS prend généralement en charge six astronautes lorsqu'elle est entièrement équipée et nécessite une puissance de 75 kW à 90 kW pour tout, du maintien de la vie à l'alimentation de l'équipement scientifique en passant par le recyclage de l'eau. Selon le nombre de colons lunaires et les tâches qu'ils accomplissent, cette exigence de puissance pourrait être considérée comme un minimum absolu.

Une option serait d'utiliser des panneaux solaires. Mais si la base est située dans les régions équatoriales, alors les panneaux solaires ne produiront de l'électricité que pendant 14 jours consécutifs, suivi de deux semaines d'obscurité. Les colons devraient donc stocker de l'énergie dans des batteries et l'utiliser pendant la période d'obscurité. Si la base a été placée dans le pôle nord ou sud, cependant, les panneaux solaires recevraient un ensoleillement constant.

Les réacteurs nucléaires sont une alternative plus fiable à l'énergie solaire. Ces dernières années, les réacteurs à fission miniaturisés ont suscité un vif intérêt. Le problème est que même les petits réacteurs peuvent peser plusieurs tonnes, ce qui est un problème étant donné qu'ils devraient être transportés depuis la Terre. Il y a aussi le risque que nous finissions par répandre des matières nucléaires sur un site actuellement vierge.

Les générateurs thermiques à radio-isotopes sont une autre possibilité. Ceux-ci produisent de l'énergie en générant un courant électrique à partir de la différence de température entre une matière radioactive et un environnement extérieur plus froid. Sur Terre, ceux-ci ne sont pas très efficaces car la température ambiante est assez chaude, mais dans les zones ombragées de la lune, il fait très froid. Ces appareils ont souvent été utilisés comme source d'alimentation pour les sondes spatiales lointaines, qui s'éloignent trop du soleil pour exploiter l'énergie solaire. Mais pour la colonisation lunaire, il en faudrait un très grand nombre car ils ne sont pas très efficaces pour convertir la chaleur en électricité.

Chaque source d'alimentation potentielle a ses avantages et ses inconvénients, mais les panneaux solaires sont la meilleure option si vous pouvez les placer au bon endroit.

Nourriture et eau

Clairement, les habitants d'une base lunaire devraient survivre avec un régime principalement végétal. La viande et les autres aliments devraient être fournis par des navires de ravitaillement, car l'agriculture nécessite une grande infrastructure en place pour être pratique. Il est, cependant, il est théoriquement possible de faire pousser des plantes dans le sol lunaire - les modèles informatiques montrent que la tomate et le blé pourraient germer.

Les plantes auront besoin de beaucoup d'espace pour pouvoir fournir suffisamment de nourriture - la base doit être suffisamment grande pour s'adapter à cela. Alors que de nombreux nutriments pour les cultures sont disponibles dans le sol lunaire, l'absence d'azote, indispensable à la croissance des plantes, reste un défi de taille. Il y a aussi des niveaux élevés de métaux tels que l'aluminium et le chrome, qui peut être toxique pour les plantes.

Nous pouvons éliminer certains de ces problèmes en utilisant une technique connue sous le nom de culture hydroponique - faire pousser des plantes dans l'eau plutôt que dans le sol, avec des lumières LED fournissant la lumière artificielle du soleil. Par exemple, cela peut être effectué dans une pièce interne sans fenêtre.

Un inconvénient de la culture hydroponique est la quantité d'eau nécessaire. L'eau peut être facilement recyclée selon les techniques actuelles à partir des eaux de ruissellement des lavabos et des douches, sueur et urine, bien qu'inévitablement certains seront perdus et devront être rechargés. Heureusement, il est possible d'extraire de modestes quantités de glace d'eau de la lune, en particulier aux pôles.

La dernière considération majeure pour toute future colonie lunaire est la santé et la sécurité. Les risques potentiels de l'exploration sont bien documentés. Nous avons du mal à récupérer les malades dans des endroits inaccessibles comme l'Antarctique, où le soutien médical est limité pendant les mois d'été et pratiquement inexistant pendant les mois d'hiver. Cela suggère qu'une base lunaire devrait être médicalement autosuffisante, nécessitant plus de poids à envoyer sur la lune sous forme d'équipement médical et de personnel qualifié.

En fin de compte, nous avons la technologie pour rendre une base lunaire viable, mais aucune quantité d'innovation ne peut complètement annuler les risques encourus. La mise en place d'une telle base dépendra peut-être de ce calcul plus que de tout autre. La question est de savoir si, en tant que société, nous avons l'estomac pour le règlement lunaire, ainsi que la laitue lunaire, ou pas.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.